Исаак Ньютон
жүктеу/скачать 14.9 Kb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Томсон моделi
- Резерфорд тәжербиелерi
Атом ФизикасыАтом Физикасы – атомның құрылысын және оның түрлi қасиеттерiн зерттейтiн физиканың бөлiмi. Атомдық физика 19 ғасырдың соңында ашылған атом құрылысының күрделiлiгiн растайтын құбылыстарды (электронның және радиоактивтiң ашылуы) зерттеу негiзiнде пайда болды. Алғашқы кезде Атом физикасы атом ядросына байланысты мәселелердi қамтыды. Бiрақ 20 ғасырдың 30 жылдарындағы протон мен нейтронның ашылуы тәрiздi түбегейлi жаңалықтар нәтижесiнде атом ядросының iшiндегi өзара әсердiң табиғаты, атомның сыртқы қабатындағы әсерлесуден мүлдем өзгеше екендiгi айқындалды. Сондықтан 40 жылдардан бастап ядролық физика физиканың дербес саласы ретiнде қалыптасты. Ал 50 жылдарда Атом физикадан элементар бөлшектер физикасы немесе жоғарғы энергиялар физикасы бөлiнiп шықты. Атом туралы ұғым ерте заманда-ақ пайда болғанмен, оның бөлiнбейтiндiгi туралы ғасырлар бойы қалыптасқан терiс қағида тек Дж. Томсонның электронды және М.Соколовская – Кюри мен IIКюридiң радиоактивтiлiктi ашуы нәтижесiнде ғана жоққа шықты. Атомның құрылысы мен негiзгi қасиеттерiн классикалық физика тұрғысынан түсiндiруге арналған алғашқы теорияны Эрнест Резерфорд ұсынды. Атомның құрылысын Күн жүйесiне сәйкестендiрiп жасаған Резерфорд моделi ядролық немесе планетарлық модель деп аталды. Резерфорд теориясы атомның сәуле шығаруына және оның онықтылығына байланысты мәселелердiң сырын аша алмады. Сондай-ақ жылулық сәуле шығару, фотоэффект тәрiздi күрделi құбылыстарды да Резерфорд теориясы тұрғысынан шешуiн таба алмады. Резерфорд моделiнiң қайшшылықтарын жою үшiн, классикалық физикада қалыптасқан кейбiр қағидалардан бас тартуға тура келдi. Н.Бор ұсынған атомның кванттық теориясы Бор постулаттары деп аталатын дәлелдеусiз алынған тұжырымдамалар негiзiнде сутегi тектес атомдар спектрiндегi заңдылықтарды түсiндiрдi. Атом iшiндегi электрон қозғалысының класикалық физика шеңберiне симайтын кейбiр қасиеттерiн постулаттар түрiнде ғана түсiндiретiн бұл теория да атом дүниесiне қатысты күрделi құбылыстардың жалпы теориясы түрiнде бола алмады. Атом құрылысының және оның iшiнде байқалатын түрлi құбылыстардың теориясы кванттық механика заңдылықтары ашылғаннан кейiн ғана жасалды. Қазiргi Атомдық физика атом теориясы, атомдық (оптикалық) спектроскопия, рентгендiк спекутроскопия, радиоспектроскопия, атомдық және иондық соқтығысулар тәрiздi бөлiмдерден тұрады. Атомдық физиканың жетiстiктерi химия, астрофизика сияқты сабақтас ғылым салаларында, күрделi техникалық мәселелердi шешкенде кеңiнен пайдаланылды. Атом мен иондардың энергиялық деңгейлерiнiң структурасы мен сипатын анықтау – қазiргi жаңа ғылым саласы кванттық электрониканың дамуы үшiн, ал атомдар мен иондардың соқтығысуы кезiндегi иондалу процессiн зерттеу – плазма жөнiндегi iлiмнiң дамуы үшiн ең қажеттi мәселелер Атом физикасында қалыптасқан атом жөнiндегi iлiмiнiң дүние танымдық маңызы да зор. Түрлi заттардың белгiлi бiр формаға және нақтылы қасиетке ие болуы, түрлi химиялық элементтердiң қалыпты жағдайда бiр-бiрiне айналмауы сияқты негiзгi заңдылықтар атомның орнықтылығы, оның құрылысының берiктiлiгi бойынша түсiндiрiледi. Томсон моделi – Атомның құрылысы туралы дұрыс ұғымға ғалымдар бiрден келе қойған жоқ. Атомның алғашқы моделiн ұсынған, элетронды ашқан – атақты ағылшын физигi Дж. Д. Томсон болды. Оның ойынша, атомның оң заряды атомның көлемiн түгел жайлайды және осы көлемде тұрақты тығыздықпен тарайды. Ең қарапайым атом – сутегi атомы, радиусы 10-8 см-ге жуық оң зарядталған шар., оның iшiнде электрон орналасады. Күрделiрек атомдарда оң зарядталған атом iшiнде электрон орналасады. Бiрақ Томсон ұсынғаг атом моделi атомдағы оң зарядтың таралуын зерттеуге тәжербие нәтижелерiмен тiкелей қайшылыққа келген. Резерфорд тәжербиелерi – эелектрондардың массасы атомдардың массасынан бiрнеше мың есе аз. Атом түгелдей алғанда бейтарап, сондықтан атомның негiзгi массасы оның оң зарядталған бөлiгiне келедi. Атомның iшiндег оң зарядтың, олай блса, массаның да таралуын зерттеу үшiн 1906 жылы Резерфорд атомды альфа бөлшектермен атқылауды ұсынды. Бұл бөлшектер радийдiң және басқа да кейбiр элементтердiң ыдырауы кезiнде пайда болдды. Олардың массасы электронның массасымен шамамен 8000 есе көп, ал оның оң зарядының абсалют шамасы екi еселенген Электрон зарядына тең. Бұл толық иондалған Не – дiң атомы. Альфа бөлшектердiң жылдамдығы өте зор: ол жарық жылдамдығының 1/15 бөлiгiне тең. Резерфорд осы бөлшектермен ауыр элементтердiң атомдарын атқылады. Массасы аз электрондар альфа бөлшектердiң траекторясын елеулi өзгерте алмады. Мәселен, бұл автомобильге тиелген бiрнеше оңдаған грамдық ұсақ тастың автомобильдiң жылдамдығын елеулi өзгерте алмайтыны сияқты. Атомның оң зарядталған бөлiгi ғана альфа бөлшектердi шашырата алады. Сонымен альфа бөлшектердiң шашырауына қарап, атомның iшiндегi оң заряд пен массаның таралу сипатын анықтауға болады. Резерфорд тәжербиелерiнiң схемасы: Радиоактивтi препарат, мысалы, радий бойынша жiңiшке канал жасалған, қорғасын цилиндiрдiң I iшiнде қойылған. Каналдан шығарылған альфа бөлшектердiң шоғы зерттелетiн материалдың жұқа фольгасына 2 бағытталады. Альфа бөлшектер шашырап, күкiрттi мырыш жағылған жартылай мөлдiр экрана 3 түскен. Экранға түскен әрбiр бөлшек экранда жарықтың жыпылықтауын туғызады, оны микроскоп 4 арқылы бақылауға болады. Прибор iшiнен ауасы сорып алынған ыдыстың iшiне орналастырылды. Прибордың iшiнде жақсы вакуум болып, фольга болмаса, онда экранда, альфа бөлшектердiң жiңiшке шоғы туғызған, сцинтиляциялардан тұратын, жарық дөңгелек пайда болды. Бiрақ шоқтың жолында фольга оналастырылғанда, шашырау әсерiнен альфа бөлшектер экранның көп жерiне шашырап таралды. Экспиременттiк қондрғыны модификациялай отырып, Резерфорд альфа бөлшектердiң анағұрлым үлкен бұрышқа ауытқуын бақылауға тырысты. Күтпеген жерден альфа бөлшектердiң бiразының 900 тан артық бұрышқа ауытқығанын байқады. Кейiн резерфорд өзi мойындағандай, шәкiрттерiне альфа бөлшектерiнiң үлкен бұрыштарға шашырауын бақылау жөнiндегi экспирименттi ұсынса да, оның нәтижелi болатынына өзi де сенбептi. Шындығында, оң заряд атомның барлық көлемiне таралған деп есептеп, мұндай нәтиженi болжау мүмкiн емес. Оң зарядтың бұлай таралуы альфа бөлшектi кейiн қарай тебе алатындай, жеткiлiктi түрде күштi электр өрiсiн жасай алмайды. Максимал тебу үшiн Кулон заңы бойынша анықталады: жүктеу/скачать 14.9 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|